Evasamara.ru

Авто журнал
9 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Смазка для керамических подшипников

В чем разница между керамическими и гибридными подшипниками?

Крис Джонсон, управляющий директор прецизионной подшипниковой компании SMB Bearings, объясняет характеристики, возможности и различия цельных керамических и гибридных подшипников.

Керамика в основном используется в подшипниках из-за коррозионных и температуростойких свойств материала. Керамика инертна, тогда как металлы реактивны, что делает керамику устойчивой к коррозийным материалам, таким как морская вода и многие химические вещества, включая кислоты и щелочи. Поскольку керамические подшипники не подвержены коррозии, они требуют меньшего ухода, чем их стальные альтернативы, и могут использоваться в крайне агрессивных средах.

Неудивительно, что эти антикоррозийные свойства позволяют использовать керамические подшипники во многих отраслях промышленности, от пищевой и химической промышленности до морских и подводных применений.

Тем не менее, существует некоторая путаница вокруг этой темы. Часто то, что люди называют керамическими подшипниками, на самом деле являются гибридными подшипниками. Итак, в чем разница между полностью керамическими и гибридными вариантами?

Керамические подшипники

Полностью керамические подшипники имеют керамические кольца и шарики, а также синтетические обоймы, изготовленные из PEEK или PTFE, или вообще без них. Они очень устойчивы к кислотам и щелочам и поэтому подходят для использования только в очень агрессивных средах. Подшипники из нитрида кремния (Si3N4) могут нагреваться до температуры 800°C при использовании без сепаратора. Сочетая эти качества с их легким весом (на 45% веса стальных подшипников), они являются невероятной заменой традиционным металлическим подшипникам.

Цельнокерамические подшипники также являются немагнитными, что означает, что они могут использоваться в медицинских устройствах, таких как МРТ-сканеры или в любых приложениях, где присутствует сильное магнитное поле. Однако большая твердость керамических подшипников также означает большую хрупкость и, как таковые, они плохо переносят ударные нагрузки.

Гибридные

Когда большинство людей думают о керамических подшипниках, они обычно имеют в виду гибридные их версии. Гибридные подшипники — это что – то среднее между керамическими и стальными. Вместе с керамическими шариками, эти подшипники соединены с металлическими внутренним и внешним кольцами. Использование этой комбинации допускает более высокие скорости, чем у полностью керамических подшипников, поскольку менее хрупкие металлические кольца не так подвержены внезапному катастрофическому разрушению при высокой скорости или нагрузке.

Несмотря на небольшую разницу в конструкции, требования к гибридным подшипникам довольно сильно отличаются от цельных керамических подшипников. Например, в то время как цельные керамические подшипники не требуют смазки, гибридным подшипникам это необходимо. Однако, в то время как керамические шарики будут по-прежнему истирать стальные кольца, гибриды будут лучше справляться с предельной смазкой, чем стальные подшипники, благодаря низкому коэффициенту трения и легкости шариков.

Смазка может не потребоваться при использовании гибридных подшипников на очень низких скоростях. Тем не менее, поскольку эти подшипники часто выбираются для более высоких скоростей, чем для керамики, рекомендуется подходящая смазка. Прецизионные гибридные подшипники с высокоскоростным сепаратором способны работать на очень высоких скоростях, поэтому их можно использовать, например, в шпинделях станков. Коррозионностойкие свойства подшипника также влияют при выборе гибридной версии вместо цельной керамики. Хотя керамические шарики обладают высокой устойчивостью, общий уровень коррозионной стойкости снижается за счет использования металлических колец, даже если они изготовлены из нержавеющей стали.

Решения о том, выбирать ли керамические подшипники или гибридные подшипники, будут зависеть от стоимости, применения и степени не благоприятности той среды, в которой должны использоваться подшипники. Хотя, возможно, для вашего случая могут не потребоваться керамические подшипники с экстремальной термостойкостью, тем не менее, лучшее понимание различных типов должно немного облегчить ваше решение.

В нашем интернет- магазине Вы найдете подшипники из полимерных материалов.

А также, специальные высокотемпературные и низкотемпературные подшипники.

Смазка керамических подшипников

Украинский клуб велосипедистов-шоссейников

Re: Смазка керамических подшипников

28 июл 2016, 13:04

Re: Смазка керамических подшипников

28 июл 2016, 15:53

Re: Смазка керамических подшипников

28 июл 2016, 17:26

а разве есть в продаже жидкая смазка для керамических подшипников? (или имеется ввиду что накладывать в подшипники смазку нужно «не густо»?)

Re: Смазка керамических подшипников

29 июл 2016, 20:58

Re: Смазка керамических подшипников

29 июл 2016, 21:20

Егор, в использовании далеко не первая пара колес на керамике, и везде была густая белая смазка
Я согласен с тем что много смазки не нужно, но пару капель смазки для швейных машин — я считаю не вариант!
вот фото до моего вмешательства

Re: Смазка керамических подшипников

29 июл 2016, 21:25

Re: Смазка керамических подшипников

29 июл 2016, 23:49

Re: Смазка керамических подшипников

30 июл 2016, 08:20

Re: Смазка керамических подшипников

30 июл 2016, 13:21

Re: Смазка керамических подшипников

30 июл 2016, 13:53

Re: Смазка керамических подшипников

30 июл 2016, 15:31

Re: Смазка керамических подшипников

23 ноя 2016, 18:30

Re: Смазка керамических подшипников

24 ноя 2016, 17:35

Re: Смазка керамических подшипников

29 ноя 2016, 14:42

Re: Смазка керамических подшипников

29 ноя 2016, 22:24

Re: Смазка керамических подшипников

30 ноя 2016, 09:10

[QUOTE=barh;6155956]внутренний, как правило, всегда живой.[/QUOTE]

Посоветовали перемазать. И высказали предположенте умирания внешнего пошипника.
Оказалось наоборот. В процессе возни попытуи выпрессовать немгого сдвинул их относительно друг друга и они стали незавиимо друг от друга вращаться. Стало очевидно , что умирает таки внутренний пдшипник.Поснимал пыльники , во внешнем подшипнике заменил смазку без проблем , а вот с внутренним пришлось повозиться. Пыльник подковырнул и скрепочками пришлось его поджимать ,чтобы не мешал вымыть и смазать и масленку пришлось соорудить из шприца и трубочки от детского чупачупса. Вобщем после всего внешний как и до этого крутися тихо и гладко , а внутренний с рывками. Так что вопрос по замене остался открытым. До весны надо это придумать. Пока собрал как есть и на станок поставил.

Читать еще:  Смазка для дисковых тормозов

Re: Смазка керамических подшипников

30 ноя 2016, 09:37

Re: Смазка керамических подшипников

12 дек 2016, 18:53

Егор, в использовании далеко не первая пара колес на керамике, и везде была густая белая смазка
Я согласен с тем что много смазки не нужно, но пару капель смазки для швейных машин — я считаю не вариант!
вот фото до моего вмешательства

Re: Смазка керамических подшипников

12 дек 2016, 22:17

Егор, в использовании далеко не первая пара колес на керамике, и везде была густая белая смазка
Я согласен с тем что много смазки не нужно, но пару капель смазки для швейных машин — я считаю не вариант!
вот фото до моего вмешательства

На данный момент у колес FULCRUM существует 3 разновидности керам подшипников
1) STANDART Bearing как на моем фото
https://www.youtube.com/watch?v=7yQcvLb . tu.be&t=54

2) USB™ — Ceramic Ultra Smooth Bearings
3) CULT Ceramic Bearing

Керамические подшипники

Керамикой называют группу неорганических материалов с различными добавками, которые в процессе обработки подвергают процессам формования и спекания. Эти материалы люди научились получать еще в древности. Не утрачивает они своей популярности и в наши дни. Современные керамические изделия изготавливают на основе кремниевых нитридов, а также карбидов, оксидов алюминия или циркония.

Особый химический состав этих изделий наделяет их следующими уникальными свойствами:

  • высочайшая твердость;
  • повышенная жесткость;
  • уменьшенный коэффициент трения;
  • малый вес;
  • неспособность проводить ток;
  • износостойкость;
  • немагнитность.

Возможности новейших технологий делают возможным получение высокоточных керамических деталей. Однако по ряду параметров керамика по-прежнему уступает стали. Эти ключевые недостатки данного материала (хрупкость, высокая стоимость, недостаточная прочность) пока что остаются непреодолимыми. Тем не менее, многочисленные преимущества керамических материалов позволяют с успехом использовать их для изготовления определенных деталей – например, подшипников скольжения и качения.

Подшипники качения из керамики

Подшипник качения состоит из следующих частей:

нижнее и верхнее кольцо;

тела качения, расположенные между кольцами;

сепаратор, который организует правильное распределение тел качения.

Из керамики могут быть изготовлены тела и кольца качения либо только ролики или шарики (кольца в этом случае изготавливаются из металла). В гибридных моделях керамику используются только для изготовления тел качения.

Для изготовления сепараторов керамических подшипников чаще всего используют износоустойчивый пластик высокой прочности. Китайские производители изготавливают сепараторы из металла.

Отличительные особенности керамических подшипников, снабженных пластиковыми сепараторами:

  • электроизоляционные свойства;
  • немагнитность;
  • сохранение размеров в случае изменения температуры;
  • продолжительный срок использования;
  • нормальная работа при высоких оборотах;
  • небольшой вес;
  • невосприимчивость к воздействию агрессивных веществ;
  • могут контактировать с пищей;
  • не требуют большого количества смазки, при определенных условиях способных функционировать без смазки;
  • слабый шум во время работы;
  • небольшой нагрев;
  • уменьшенное трение;
  • могут использоваться при расширенном температурном диапазоне.

Преимущества и недостатки

Керамика обладает более высокой твердостью, чем сталь, поэтому керамические подшипники имеют больший ресурс работы, чем их стальные аналоги. Повышенная гладкость поверхностей керамических тел качения и колец обеспечивает снижение трения и тепловыделения. К преимуществам изделий из этого материала относятся также такие характеристики, как размерная стабильность, небольшой вес, электроизоляционные характеристики, низкая теплопроводность (в 5 раз меньше, чем у стали). Большинство вышеперечисленных преимуществ (кроме немагнитности и химической устойчивости) относятся также и к гибридным моделям.

Основным недостатком керамических подшипников является меньшая номенклатура. Однако в последнее время ассортимент моделей из керамики быстро расширяется, поэтому данный недостаток становится все менее выраженным.

К числу недостатком можно отнести также более высокую хрупкость и меньшую, чем у металла, прочность. Минусом таких изделий является и их цена. Снизить ее можно, используя модели гибридного типа.

Керамические подшипники используются в следующих изделиях и отраслях:

  • электролизные ванны;
  • химическое машиностроение;
  • насосы;
  • турбины;
  • вакуумная техника;
  • медицинское оборудование;
  • приборы и приспособления, используемые в пищевой промышленности;
  • оборудование чистых комнат;
  • средства транспорта;
  • генераторы и электромоторы.

Кто производит?

Выпуском керамических подшипников занимаются такие производители, как Boca Bearing, SKF, FYH, VKE, Koyo. Компания FYH из Японии поставляет на рынок гибридные высокотемпературные подшипники.

Американская компания Boca Bearing выпускает большой ассортимент роликоподшипников и шарикоподшипников. Для изготовления своей продукции она использует оксиды алюминия, циркония, кремниевые карбиды и нитриды. Также она производит гибридные модели. Маленькие, легкие, высокоскоростные Ceramic Orange ABEC 7 Seal облегчают вращение мультипликаторной катушки спиннинга и не допускают появления вибраций. Boca Bearing выпускает специализированные серии керамических моделей, предназначенных для упаковочной техники, а также гибридных изделий, используемых в оборудовании для очистных сооружений.

Компания SKF производит следующие модели:

  • гибридные 1-рядные радиальные шарикоподшипники;
  • гибридные 1-рядные роликоподшипники с цилиндрическими роликами;
  • гибридные прецезионные радиально-упорные модели;
  • гибридные прецензионные цилиндрические роликоподшипники;
  • шарикоподшипники гибридные с нержавеющими обоймами;
  • гибридные радиально-упорные изделия.
Читать еще:  Какая смазка подходит для ступичных подшипников

Продукция компании Koyo

Большой ассортимент цельнокерамических и гибридных моделей поставляет на рынок японский производитель Koyo. Он выпускает однорядные гибридные высокотемпературные шарикоподшипники. Кольца этих изделий изготавливаются из сверхпрочной стали, шарики производятся из нитрида кремния, а сепараторы – из графита. Они подходят для валов диаметром от 6 до 40 миллиметров. Также эта японская компания выпускает радиально-упорные полнокерамические шарикоподшипники. Для их изготовления используется нитрид кремния. Возможная температура использования – от минус двухсот до плюс восьмисот градусов.

Японский производитель выпускает и устойчивые к коррозии гибридные шарикоподшипники, способные работать в температурном диапазоне от минус ста до плюс двухсот градусов, а также в вакууме. Их кольца изготавливаются из стали, сепаратор производится из фторуглеродного пластика, а для изготовления шариков используется фторуглеродный пластик. Кроме этого, данной компанией производятся немагнитные гибридные подшипники, высокооборотные гибридные шарикоподшипники и гибридные подшипники для промышленных роботов.

Керамические подшипники скольжения

В составе металлокерамических втулок присутствует порошковая бронза, сталь либо железо с графитовой добавкой. Эти изделия получают путем прессования материала при высоком давлении и дальнейшего спекания в условиях повышенной температуры. Наличие пористой структуры обеспечивает быстрое впитывание и удержание смазки. Благодаря добавлению графита существенно уменьшается коэффициент трения.

Композиция ПА-БрОГр2, в составе которой присутствуют медь, олово и графит, обеспечивает бесшумную работу с уменьшенным износом в сельскохозяйственных механизмах, автомобилях и электрических двигателях. Вкладыши из материалов на основе ПА-БрОХН ( в составе присутствуют медь, олово, а также хром и никель) отличаются высокой твердостью. Их используют в механизмах кораблей, приборах, станках и автомобилях. Композиция ПА-ДГр10 подходит для изготовления деталей, способных работать без смазки. Их используют в насосах и различных приборах. Железографитные керамические подшипники скольжения (ГОСТ 26802-86) используют в сельскохозяйственной технике, станках, автомобилях.

Смазка для керамических подшипников

Как и в любой индустрии связанной с производством техники и армией внушаемых потребителей, в велоспорте существует множество мифических технологий и материалов, которые на пике своей популярности нещадно эксплуатируются всеми производителями с целью получения дополнительной прибыли.

В свое время в этой роли побывали карбон, титан, магний, алюминий с присадками скандия и прочие бесчисленные материалы с магическими свойствами. Производители как ненормальные делают из популярного материала буквально все существующие компоненты для велосипеда, стремясь выжать из популярности максимум прибыли даже в ущерб производительности. Достаточно вспомнить титановые спицы от DT Swiss или болты из карбона.

Все эти технологии и конструкции по прошествии нескольких лет либо отметаются рынком, либо, наконец, падают в цене и занимают свою нормальную нишу. Керамические подшипники сегодня на пике hi-end популярности. Их вставляют в каретки, рулевые колонки, втулки колес, шарниры тормозов, ролики переключателей: в общем, везде, где раньше были радиальные подшипники (т.н. «промышленные подшипники») или даже скольжения. За товар премиум-класса приходится платить соответствующе. Средняя цена одного подшипника на розничном рынке в апгрейд-китах производителя составляет от 50 до 350 долларов, хотя вездесущие китайские производители уже подключились к всемирной дойке велосипедистов и предлагают «больным» керамикой продукты по весьма привлекательной цене. Уже существуют даже специальные интернет-магазины для велосипедистов, где владелец может указать перечень всех своих компонентов и продавец за кругленькую сумму подберет полный комплект для апгрейда.

На самом деле картина сумасшествия куда более глобальная, аналогичное поветрие уже довольно давно распространилось среди владельцев роликовых коньков, спиннингов, скейтбордистов и прочей братии, у которой есть чему крутится, но мы говорим о велосипедистах.

Итак. Это клиническая картина. Теперь непосредственно о возбудителе. Действительно массовое распространение керамических подшипников началось примерно 10 лет назад. Технически, в промышленных подшипниках из керамики нет ничего нового и все их модификации как две капли воды похожи на стальных предков. Нестандартным является лишь материал: как правило нитрид кремния (Si3N4). Благодаря тому, что этот вид керамики обладает выдающейся ударной прочностью и высокой жесткостью, этот черный, блестящий после полировки материал стали активно использовать в машиностроении. Условно, эти подшипники можно разделить на три группы:

  • смешанные или гибридные, в которых из керамики выполнены только шары (или другое тело вращения), а оба кольца качения из стали. Это самый распространенный вариант в велоиндустрии. Если производитель не указывает какой тип подшипника установлен внутри железки, 99% вероятность, что речь идет о гибридной разновидности. Важный момент. Сепаратор в гибридных керамических подшипниках сделан из синтетики с низким коэффициентом трения. Китайцы лепят и металлический.
  • полностью керамические, где и кольца качения и шары сделаны из керамики. На велосипедах встречаются пока крайне редко, но доступны в ассортименте от сторонних производителей.
  • насыпные, которые устанавливаются как обычные шары во втулки Shimano или рулевые.

Теперь о характеристиках и особенностях. Они, положа руку на сердце, впечатляют даже далекого от машиностроения человека. Керамические шары продукт действительно революционный.

  • Рабочая температура шаров может достигать 800 градусов.
  • Способность работать в агрессивных кислотах и щелочах без коррозии. Вообще. С ограниченным набором агрессивных сред вроде кислорода, начинает реагировать при какой-то 1000 градусов.
  • Низкий тепловой коэф. расширения (в 3-5 раз меньше стали) и керамические подшипники прочно заняли свое место в насосах по перекачке горячих жидкостей.
  • Высокая рабочая температура позволяет им работать на скоростях до 12000 оборотов в минуту.
  • Керамика, это превосходный диэлектрик, полностью керамические подшипники не пропускают электричество.
  • Керамика легче стали на 40% и значительно лучше рассеивает тепло.
  • твёрдость по Роквеллу стальных шаров редко превышает 60 единиц по шкале C, твердость керамики может достигать 75 единиц.
  • Модуль упругости керамики в 1.5 раза выше, чем у типичной стали применяемой для керамических подшипников. (вот типичный буклет с рекламными сравнительными характеристиками). Сталь взята, правда, не лучших характеристик.
  • Керамика не магнитится.
  • Кстати, из нитрида кремния делают сверхдорогие ножи и режущую кромку станков для сталелитейных производств (но это лирика).
Читать еще:  Лучшая смазка для дверей автомобиля

Круто, правда? Неудивительно, что керамические подшипники ставят в марсоходы, турбины авиалайнеров и насосы на химических производствах. По характеристикам они также идеально подходят для создания велосипеда для колонизаторов планет с низкой гравитацией, агрессивной атмосферой и высокой температурой, как Венера или Меркурий. Если вы по несчастью свалитесь в чан с серной кислотой, через неделю, следователи 100% найдут на дне набор целехоньких шаров от роликов SRAM XX. Мелочь, а приятно.

А теперь серьезно. Попробуем выделить те особенности гибридной керамики, которые хоть как-то могут быть полезны на велосипеде, и оценим их с точки зрения стоимости.

  • Низкий вес: керамика на 40% легче. Сомнительное преимущество, когда со всего велосипеда удастся скинуть 10-20 грамм потратив 500-1000 долларов.
  • Высокая коррозионная стойкость. Это факт. Однако, поскольку основными подшипниками применяемыми на велосипедах являются гибридные разновидности, дорожки качения будут по-прежнему ржаветь. Они и ржавеют. Во вторых, хороший стальной промышленный подшипник имеет пару пыльников и заполнен средневязкой смазкой. При постоянной езде в грязь, регулярная смазка и проверка позволит избежать ржавчины и продлить срок службы обычных подшипников. Промывать керамический подшипник от песка и грязи нужно так же, как и стальной.
  • Керамика тверже стали и имеет более высокий модуль упругости. А вот это наиболее важное преимущество. Это означает, что при нагрузке и вращении шары деформируются меньше, следовательно, снижается тепловыделение и потеря энергии. Тепловыделение здесь не самое главное, поскольку колесо совершает всего 360 оборотов в минуту на скорости 40 км/ч и нагрев минимален. Снижение сопротивления качению, может быть более интересным.

Сколько конкретно? Вынужден огорчить. На таких скоростях хорошие стальные подшипники неплохо справляются со своей ролью и выигрыш против действительно высококачественного керамического подшипника незначителен (слово качественный здесь ключевое, поскольку сейчас их делают десятки китайских заводов по совсем смешным ценам и со смешным азиатским качеством). По данным независимой лаборатории Bike Testing, Inc. (условия тестирования неизвестны), типичные потери энергии в стальной интегрированной каретке среднего уровня (самый большой диаметр подшипника в велосипеде с максимальным сопротивлением) составляют до 4 ватт, в керамической версии около 0.5 ватт. Е сли речь идет о топовом гонщике на Tour de France, 4 ватта, это <1%. В колесах и классических ISIS-Octalink каретках выигрыш и того меньше, поскольку подшипники имеют значительно меньший диаметр и количество тел качения.

Есть еще одна характеристика шара, которую я намеренно оставил напоследок, это качество полировки. Западные материалы приводят такие сравнительные цифры. Качественный стальной шар имеет маркировку Grade 25, что означает неровность поверхности в пределах 25 миллионных долей дюйма. Стальной шар средней паршивости около 100-300 миллионных долей дюйма (Grade 100-300). Поверхность керамических шаров, с помощью плазменной полировки может достигать Grade 5. Это здорово, но качество обработки стальных дорожек качения значительно хуже, так что избыточная полировка такого уровня роли практически не играет.

Подведем очевидные итоги. Гибридные керамические подшипники в шарнирах тормозов или в рулевой, вейтвинерская и маркетинговая блажь. Если вам выпало счастье и вы получили комплект качественных керамических подшипников для колес или каретки, хуже не будет. Тратить сумасшедшие деньги на керамику сегодня не стоит. Это замечательная технология и через несколько лет есть все основания ожидать как снижения цены, так и появления этих подшипников на компонентах среднего уровня X.9-7, XT-LX и пр. 1-2 ватта экономии для рядового велосипедиста ничто — на порядок больше сжирает растрепанная копна волос, две фары, багажник и бачок с водой. Естественный износ с лихвой перекрывается ценой: за 700 долларов, например, а именно столько стоит апгрейд керамики на колесах ZIPP, можно купить десяток сверхкачественных классических подшипников или килограмм-другой насыпных. Аналогичная ситуация и с повышенной износостойкостью керамики: цена настолько как правило высока, что не перекрывает стоимости даже нескольких замен классических подшипников.

И еще раз: керамические подшипники для велосипедиста не чудо и велосипед сам не поедет. Это просто материал, который долговечней и жестче привычной стали и в настоящий момент, применяется в основном в высокоточном оборудовании и в ответственных узлах под нагрузкой. Простая эволюция привычных вещей.

Итак, кто остается? Только упертые в граммы и доли ватта триатлеты, профессиональные раздельщики, трековики на часовых гонках и совсем безумные техновелофрики, которых от дорогостоящего апгрейда не останавливает даже угроза развода или личного банкротства.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector